এলিমেন্টস সিরিজ সম্পর্কে জ্ঞান: টাইটানিয়াম - ব্লগ

টাইটানিয়াম: ইস্পাতের মতো শক্তিশালী, অ্যালুমিনিয়ামের মতো হালকা-এবং এটি আপনার শরীরেও রয়েছে
একটি টাইটানিয়াম অ্যালয় হাড় আপনার শরীরে আজীবন থাকতে পারে, এবং একটি সমস্ত-টাইটানিয়াম এয়ারপ্লেন শব্দের তিনগুণ বেগে উড়তে পারে। এই ধাতুটি-স্টিলের চেয়ে হালকা এবং অ্যালুমিনিয়ামের চেয়ে শক্তিশালী-আপনার টুথপেস্ট, সানস্ক্রিন এবং হাঁটুতে লুকিয়ে আছে৷
এই ধাতু টাইটানিয়াম। এটা অত্যন্ত ব্যয়বহুল নয়; এটা খুবই বিরল।

I. ইস্পাতের অর্ধেক ওজন, অ্যালুমিনিয়ামের দ্বিগুণ শক্ত
টাইটানিয়ামের ঘনত্ব 4.51 g/cm³, যা ইস্পাতের 56% এবং অ্যালুমিনিয়ামের 1.6 গুণ। খাঁটি টাইটানিয়ামের শক্তি মাঝারি-কার্বন ইস্পাতের সাথে সমান, যখন টাইটানিয়াম অ্যালয় (সবচেয়ে ক্লাসিক হল Ti-6Al-4V, যা শিল্পে "Titanium 64" নামে পরিচিত) শক্তিকে 900–1,170 MPa-এ ঠেলে দেয়, সেগুলিকে স্টিলের উচ্চতায়56 স্থাপন করে। নির্দিষ্ট শক্তির পরিপ্রেক্ষিতে-অর্থাৎ, এটি প্রতি ইউনিট ওজন বহন করতে পারে-টাইটানিয়াম অন্যান্য সমস্ত ধাতুকে ছাড়িয়ে যায়।

আরও লক্ষণীয় যে এই উচ্চ শক্তি কঠোরতার ব্যয়ে আসে না। যদিও অনেক উচ্চ-শক্তির ইস্পাত শক্তিশালী, সেগুলি প্রায়ই ভঙ্গুর হয়; টাইটানিয়াম অ্যালয়, তবে, তরল নাইট্রোজেনের মধ্যেও -200 ডিগ্রিতে ভাল শক্ততা এবং ফ্র্যাকচার প্রতিরোধের বজায় রাখে এবং অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির বিপরীতে 400 ডিগ্রির উপরে উচ্চ তাপমাত্রায় দ্রুত নরম হয় না। 4 K এর কাছাকাছি তরল হিলিয়ামের নিম্ন তাপমাত্রা থেকে শুরু করে বিমান ইঞ্জিনের টারবাইনের উচ্চ তাপমাত্রা প্রায় 500 ডিগ্রী পর্যন্ত, টাইটানিয়াম অ্যালয়েস সমগ্র তাপমাত্রা পরিসীমা জুড়ে কোন উল্লেখযোগ্য কর্মক্ষমতা ব্যবধান প্রদর্শন করে না।
এখন জারা প্রতিরোধের বিবেচনা করুন। একটি ঘন TiO₂ প্যাসিভেশন স্তর স্বতঃস্ফূর্তভাবে টাইটানিয়ামের পৃষ্ঠে তৈরি হয়; যদিও মাত্র কয়েক ন্যানোমিটার পুরু, এটি একটি প্রতিরক্ষামূলক বর্মের মতো কাজ করে যা সাবস্ট্রেটের সাথে শক্তভাবে আবদ্ধ থাকে। এমনকি যদি এই স্তরটি স্ক্র্যাচ করা হয়, তবে এটি দ্রুত পুনরায়-অক্সিডাইজ করে এবং মেরামত করে-এত দ্রুত যে ক্ষয়ের লক্ষণগুলি কার্যত অদৃশ্য হয়ে যায়। বিশ বছর ধরে সমুদ্রের জলে ডুবে থাকা একটি টাইটানিয়াম সংকর ধাতু অপসারণের পরে পরিষ্কার করার পরেও উজ্জ্বল হবে। ঘনীভূত সালফিউরিক অ্যাসিড, নাইট্রিক অ্যাসিড, ক্লোরিন গ্যাস এবং জৈব অ্যাসিডের মতো মিডিয়াগুলিও উল্লেখযোগ্য ক্ষয় সৃষ্টি করতে সংগ্রাম করে। একমাত্র দুর্বলতা হল হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড (HF): ফ্লোরাইড আয়নগুলি টাইটানিয়াম পৃষ্ঠের অক্সাইড ফিল্মকে সরাসরি দ্রবীভূত করে, টাইটানিয়াম সাবস্ট্রেটকে উন্মুক্ত করে এবং ক্ষয় সৃষ্টি করে।

এই সমস্ত কিছু বিবেচনায় নিয়ে, আপনি ভাবতে পারেন টাইটানিয়াম অবশ্যই অত্যন্ত ব্যয়বহুল। যাইহোক, টাইটানিয়াম পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে প্রচুর পরিমাণে নবম স্থানে রয়েছে, এটি তামা, দস্তা এবং সীসার চেয়েও প্রচুর পরিমাণে তৈরি করে। তাহলে স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে পাঁচ থেকে দশ গুণ বেশি দাম কেন? কারণ ক্রোল প্রক্রিয়া হল একটি ব্যাচ-প্রকার, শক্তি-নিবিড় পদ্ধতি যার জন্য প্রায় 36,000 কিলোওয়াট-ঘন্টা বিদ্যুতের প্রয়োজন হয় এক মেট্রিক টন স্পঞ্জ টাইটানিয়াম তৈরি করতে-একটি গড় পরিবারকে তিন বছরের জন্য বিদ্যুৎ দেওয়ার জন্য যথেষ্ট৷ তদ্ব্যতীত, মেশিনে টাইটানিয়ামের অত্যন্ত দুর্বল তাপ পরিবাহিতা থাকে, যার ফলে তাপ সম্পূর্ণভাবে কাটিয়া প্রান্তে ঘনীভূত হয়, যা ইস্পাত কাটার তুলনায় কয়েকগুণ দ্রুত টুলটি নিচে পরে। টাইটানিয়ামের উচ্চ খরচ কাঁচামাল থেকে নয়, এটি প্রক্রিয়াকরণের উচ্চ খরচ থেকে।

২. সোভিয়েত ইউনিয়ন থেকে পাচার করা টাইটানিয়াম শব্দের তিনগুণ গতিতে উড়তে সক্ষম একটি মার্কিন স্পাই প্লেন তৈরিতে ব্যবহার করা হয়েছিল
SR-71 "ব্ল্যাকবার্ড" রিকনেসান্স বিমান, যেটি 1964 সালে তার প্রথম ফ্লাইট করেছিল, এটি ছিল একটি দীর্ঘ-পরিসীমা, উচ্চ-উচ্চতা, উচ্চ-গতির কৌশলগত রিকনেসান্স জেট যা মার্কিন বিমান বাহিনী দ্বারা পরিচালিত হয়েছিল৷ এটি একটি টাইটানিয়াম অ্যালয় স্ট্রাকচার এবং একটি টার্বোজেট/রামজেট ভেরিয়েবল-সাইকেল ইঞ্জিন সহ সেই সময়ের অত্যাধুনিক প্রযুক্তির সমৃদ্ধ-সম্পদ অন্তর্ভুক্ত করেছিল, এবং এটিই প্রথম অপারেশনাল জেট বিমান যা সফলভাবে তাপ বাধা অতিক্রম করে। এটি 24,000 মিটার উচ্চতায় শব্দের 3.2 গুণ গতিতে ক্রুজিং করতে সক্ষম ছিল-এত দ্রুত যে সোভিয়েত বিমান প্রতিরক্ষা ক্ষেপণাস্ত্রগুলি সেই সময়ে চালু করা সহজভাবে তা ধরে রাখতে পারেনি৷ তার অপারেশনাল ইতিহাস জুড়ে, এটি কখনও শত্রু বিমান বা বিমান বিধ্বংসী ক্ষেপণাস্ত্র দ্বারা গুলি করেনি। বিমানের সবচেয়ে ঘনিষ্ঠভাবে সুরক্ষিত রহস্যগুলির মধ্যে একটি এর উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে: এর 93 শতাংশ এয়ারফ্রেম টাইটানিয়াম খাদ থেকে নির্মিত।

III. আপনি প্রতিদিন টাইটানিয়াম গ্রহণ করেন এবং প্রয়োগ করেন, কিন্তু আপনি এটি উপলব্ধি করতে পারেন না
বিশ্বব্যাপী খনন করা টাইটানিয়াম আকরিকের মধ্যে, মাত্র 5% ধাতব টাইটানিয়ামে হ্রাস পেয়েছে; অবশিষ্ট 95% টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডে (TiO₂) রূপান্তরিত হয়, যা টাইটানিয়াম সাদা নামেও পরিচিত।
টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড পৃথিবীর সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সাদা রঙ্গক। এটির একটি অত্যন্ত উচ্চ প্রতিসরণকারী সূচক রয়েছে, যা দৃশ্যমান বর্ণালীতে সাদা আলোর বিক্ষিপ্ত দক্ষতাকে সর্বাধিক করে তোলে। এক কিলোগ্রাম টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড আনুমানিক 8 থেকে 10 বর্গ মিটার পৃষ্ঠের এলাকা জুড়ে দিতে পারে, এটি একটি অস্বচ্ছ, বিশুদ্ধ সাদা রঙ দেয়। টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড ছাড়া, আপনার ঘরের সাদা দেয়ালগুলি ধূসর হয়ে যাবে, টুথপেস্ট স্বচ্ছ হয়ে উঠবে, প্লাস্টিকের পাইপগুলি তাদের প্রাকৃতিক হলুদাভ-বাদামী রঙ প্রকাশ করবে, এবং আপনার মুখে লাগানো সানস্ক্রিন একটি চর্বিযুক্ত, স্বচ্ছ ফিল্মের মতো দেখাবে৷
আপনি যে M&M ক্যান্ডি খাচ্ছেন তার উপর মসৃণ সাদা আবরণে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড থাকে। স্কিম দুধকে সাদা করতে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড ব্যবহার করে, এটিকে পুরো দুধের মতো দেখায়। বড়ির সাদা আবরণও টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড থেকে তৈরি। এমনকি বাথরুমে যাওয়ার পরে আপনি যে টয়লেট পেপার ব্যবহার করেন তার সাদা রঙ-যদি আপনি একটি উচ্চ-সাদা ব্র্যান্ড- ব্যবহার করেন তবে সম্ভবত টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডের জন্য ধন্যবাদ।

IV মানবদেহে ইমপ্লান্ট করা হলে, আপনার হাড়গুলি সক্রিয়ভাবে এটির সাথে ফিউজ হবে
যদি টাইটানিয়াম খাদ মানবদেহে ইমপ্লান্ট করা হয়, তবে এটি সাধারণ ধাতুগুলির মতো প্রত্যাখ্যান করা হয় না; পরিবর্তে, এটি ধীরে ধীরে পার্শ্ববর্তী হাড়ের সাথে "ফিউজ" হয়। এই ঘটনাটি মেডিসিনে অসিওইনটিগ্রেশন নামে পরিচিত।
এটি করার জন্য টাইটানিয়ামের ক্ষমতার চাবিকাঠি তার পৃষ্ঠের উপর একটি খুব ঘন অক্সাইড স্তর গঠনের মধ্যে রয়েছে। এই স্তরটি স্থিতিশীল এবং এটি মানুষের টিস্যুকে জ্বালাতন করে না, যা হাড়ের কোষগুলিকে নিরাপদে সংযুক্ত করতে এবং এর পৃষ্ঠে প্রসারিত হতে দেয়, ধীরে ধীরে নতুন হাড়ের টিস্যু গঠন করে।
বিপরীতে, ইমপ্লান্টেশনের পরে অনেক ধাতু শিথিল, ক্ষয় বা প্রত্যাখ্যান প্রতিক্রিয়ার প্রবণ, যেখানে টাইটানিয়াম সংকর ধাতুগুলি আরও ভাল জৈব সামঞ্জস্যতা এবং দীর্ঘ-স্থায়ীতা প্রদান করে। এই কারণে, এগুলি কৃত্রিম জয়েন্ট, হাড়ের প্লেট, স্ক্রু এবং ডেন্টাল ইমপ্লান্টের মতো চিকিৎসা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
সহজ কথায়, টাইটানিয়াম হাড়ের মধ্যে "জোর করে" নয়; বরং, হাড় স্বেচ্ছায় তা গ্রহণ করে।

Medical Grade Titanium Discs For Dental Use best Orthopedic Implant Eli Titanium Bar manufacturers